1.一种面向轧制产线异构设备实时协同的确定性资源调度方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一,基于有向图的网络拓扑模型的构建;
步骤一中,时间敏感网络拓扑建模为有向图G(V,E),V=SW∪ES,E={(vi,vj)|vi,vj∈V};
其中,V是节点集合,由交换机节点集合SW和终端节点集合ES构成,E是网络链路集合,vi和vj分别为节点集合V中任意节点;
步骤二,综合节点参数的混合流量模型的构建;
步骤二中,混合流量模型中混合流量由五元组 表示,其中,sk表示流fk的源节点、dk表示流fk的目的节点、lk表示流fk的最大帧长度、rk表示流fk的流速、 表示流fk的截止时间;
混合流量模型中节点参数由二元组<ri,qi>表示,其中,ri表示节点vi端口速度、qi表示节点vi共享队列数量;
混合流量模型中 为一个布尔变量,当流fk经过(vi,vj)时 值为1,当流fk没有经过(vi,vj)时 值为0;
步骤三,基于数据包长度可变的漏桶算法计算混合流量的延迟边界;
步骤三中,在基于数据包长度可变的漏桶算法的异步流量整形器所构成的网络中流fk的延迟边界计算公式如下:流fk除最后一跳以外的每一跳延迟边界计算为:流fk最后一跳延迟边界计算为:
其中, 表示在节点vi中流fk的优先级, F为流的集合,d为链路传输延迟,表示优先级与 相等的流的集合不包括fk, 表示优先级比 高的流的集合 为优先级比 低的流的最大帧长度,lmin(fk)为流fk的最小帧长度;
步骤四,基于广播形式传输的混合流量路由约束的构建;
步骤四中,路由约束的构建如下:
对于流fk没有流入源节点的路径约束:
其中, 为布尔变量,当流fk经过(vi,sk)时 值为1,反之值为0;
对于流fk至少有一条流出源节点的路径约束:其中, 为布尔变量,当流fk经过(sk,vj)时 值为1,反之值为0;
对于流fk最多一条流入交换机节点的路径约束:其中, 为布尔变量,当流fk经过(vi,ck)时 值为1,反之值为0;
对于流fk至少一条流出交换机节点的路径约束:其中, 为布尔变量,当流fk经过(ck,vj)时 值为1,反之值为0;
对于流fk一条流入目的节点的路径约束:
其中, 为布尔变量,当流fk经过(vi,dk)时 值为1,反之值为0;
对于流fk没有流出目的节点的路径约束:
其中, 为布尔变量,当流fk经过(dk,vj)时 值为1,反之值为0;
对于流fk不存在形成回路的路径约束:
其中, 为布尔变量,当流fk经过(vi,vj)时 值为1,反之值为0,S为节点集合V的子集,|S|表示集合S中节点数量;
步骤五,防止混合流相互干扰、对流分配的网络资源限制和满足流的截止时间的要求的综合调度约束的构建;
步骤五中,调度约束的构建如下:
对于网络中所有节点流入流速和流出流速都不大于该节点流速约束:其中, 为布尔变量,当流fk经过(vi,vj)时 值为1,反之值为0,rk表示流fk的流速,ri表示节点vi端口速度,F为流的集合;
对于网络中所有节点流入流出流的数量不大于交换机共享队列数量约束:其中,qi表示节点vi共享队列数量;
对于流延迟边界满足截止时间的要求约束:
其中,d为链路传输延迟, 表示流fk的截止时间, 表示在节点vi中流fk的优先级,表示在节点ei中流fk的优先级,ei和ej为节点集合V中去除流fk的目的节点后的任意节点, 为布尔变量,当流fk经过(ei,ej)时 值为1,反之值为0, 为布尔变量,当流fk经过(vi,dk)时 值为1,反之值为0, 为布尔变量;
步骤六,综合路由和流延迟边界的目标函数构建以及多路径下混合流量优先级分配问题的求解;
步骤六中,目标函数构建如下:
其中,F为流的集合,ei和ej为节点集合V中去除流fk的目的节点后的任意节点, 表示在节点vi中流fk的优先级, 表示在节点ei中流fk的优先级, 为布尔变量,当流fk经过(ei,ej)时 值为1,反之值为0, 为布尔变量,当流fk经过(vi,dk)时 值为1,反之值为0。